Устройство для слежения за стыком свариваемых кромок

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е 897432

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. снид-ву (22) Заявлено 13.03.80 (2I) 2893229/25 27 с присоединением заявки №вЂ” (23) ll риоритет

Опубликовано 15.01.82 Бюллетень № 2.

Дата опубликования описания (5l ) M. К.>т.

В 23 К 9/10

Коеудеротеенный квинтет но дедом изобретений н открытнй (53 ) УД К 62 1 . 791 . 7с.03(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.Е.Сергеев, В.Н.Тефанов и В.Н.Чушки

Уфимский авиационный институт им. Орджони ,7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СТЫКОМ

СВАРИВАЕМЫХ КРОМОК

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к уст ройствам для слежения за стыком сва риваемых кромок, и может найти применение преимущественно при сварке изделия импульсной дугой.

Известно устройство для слежения за стыком, выполненное в виде сканирующего фотодатчика, к выходу которого подключены преобразовательная система с буферным усилителем (11. то

Недостатком известной системы является отсутствие возможности ее использования при сварке импульсной дугой, поскольку импульсный характер

15 дуги не позволяет использовать ее в качестве осветителя фотодатчика.

Известно также устройство для слежения за стыком, содержащее последовательно включенные электромагнитный датчик и буферный усилитель с высокоомным входным сопротивлением. Данное устройство дает возмо><ность его использования при любом виде дуговой электросварки в том чис- ле и при сварке импульсной дугой (2 g

Недостаток известного устройства заключается в том, что при использовании импульсов сварочного тока с длительностью менее 5 мкс нарушается линейная зависимость между выходным напряжением измерительного устройства и всличиной отклонения дуги от стыка при изменении режимов сварки. Так при изменении режима сварки (изменение длительности, амплитуды импульса) происходит затягивание импульса во времени из-за динамических свойств дуги. Вследствие того, что электромагнитный-датчик, улавливающий сигнал рассогласования, по- лучаемый в результате сравнения высокочастотных составляющих тока дуги на кромках иэделия, имеет ограниченную полосу пропускания частот, при изменении режима сварки (при этом изменяется длительность импуль са)форма снимаемого сигнала с дат897" 32 чика искажается, что значительно снижает точность слежения.

Цель изобретения - повышение точности слежения при сварке импульсной дугой. 5

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для слежения- за стыком свариваемых кромок, содержащее последовательно включенные электромагнитный датчик и буферный усилитель, введены емкостный элемент памяти, ключевой элемент и формирователь импульсов, при этом емкостный элемент памяти включен параллельно

:,входу буферного усилителя, ключевой 15 элемент включен между выходом электромагнитного датчика и входом буферного усилителя, а формирователь импульсов подключен своим входом к дуговому промежутку, а выходом — к рф управляющему входу ключевого элемента.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для слежения за стыком 25 свариваемых кромок, на фиг. 2 - импульсы сварочного тока различной длительности, соответствующие различным режимам и различным отклонениям дуги от стыка, на фиг. 3 - сигнал рассогласования на выходе электромагнитного датчика, соответствующий разным длительностям сварочного тока, на фиг. 4 - импульс напряжения управления ключевым элементом, на фиг. 5

35 выходное напряжение устройства, которое представляет собой усиленное напряжение на емкостном элементе памяти. устройство слежения за стыком свариваемых кромок (фиг. 1) состоит

49 из импульсного источника 1 сварочно-:î тока, подключенного к сварочной головке 2 и изделию 3 через токосъемник 4. Туда же подключен вход формирователя 5 импульсов управления, вы45 ход которого подкпючен к цепи управления ключевого элемента 6, включенного между электромагнитным датчиком 7 и емкостным элементом 8 памяти, к которому подключен вход буферного усилителя 9.

При протекании импульсов сварочного тока 1 и 2 (фиг. 2) по кромкам свариваемого изделия 3 происходит наведение ЭДС Од (фиг.3 ) в электромагнитном датчике 7, искажение формы которой зависит от длительности импульса сварочного тока, ибо иэделие совместно с датчиком представляет собой электрический фильтр высоких частот. Следовательно, импульсы малой длительности 1 не искажаются в отличие от импульсов большой длительности 2(фиг. 3) .

Значительные искажения не позволяют использовать данный сигнал рассогласования в качестве измерительного. Для обеспечения линейной зависимости между смещением дуги относительно стыка oL (фиг. 1) свариваемых кромок и напряжением, несущим информацию об этом смещении, необходимо снимать с датчика неискаженную часть выходного напряжения. Это достигается снятием напряжения U (фиг. 3 ) с датчика 7 в течение определенного интервала времени (фиг.4), при котором спад вершины импульса не превышает заданной величины Д = д

° 1003 (фиг. 3), Одрах

При поступлении от импульсного источника сварочного тока (фиг, 1) импульсы сварочного тока i< (фиг. 2 ) формирователь импульсов формирует импульс управления О „ (фиг. 4 ) нормированной длительности,, когорая должна быть меньше самой малой длительностии импульса сварочного тока Г < и .,Во время действия этого ъ лил импульса ключевой элемент 6 (фиг. 1) замыкается и напряжение с датчика 7 U поступает на емкостный элемент 8 памяти, напряжение на котором возрастает экспоненциально

О Ж=О, <-ехр — „> где R - выходное сопроти вление датчика;

R — сопротивление замкнутого ключа.

Постоянная времени (R>+ R>) С должна быть такой, чтобы О ()=О, .

По окончании импульсов управления происходит этап хранения (запоминания) напряжения U = U (С), однако

I из-за конечных величин сопротивлений, шунтирующих конденс атор 8, прои сходит экспоненциальное уменьшение напряжения на конденсаторе

0 ®=0,ехр(- )

CRH ! где и н — общее сопротивление разряда.

897432

Для уменьшения разряда применяется буферный усилитель 9 (фиг. 1) с большим входным сопротивлением, одновременно он усиливает напряжение с конденсатора до требуемой величи- 3 ны 0 .Напряжение на конденсаторе

ВИХ хранйтся в течение периода следования импульсов сварочного тока. После прихода следующего импульса происхо", дит повторное запоминание напряжения и т,д, Выходное напряжение устройства, благодаря введению емкостного элемента памяти, ключевого элемента и формирователя импульсов, имеет

15 необходимую амплитуду и несет полную информацию о величине смещения дуги относительно стыка. 8 данном устройстве измерения отклонения дуги от стыка динамические свойства дуги zo (затягивание сварочного импульса во времени), изменения режима сварки не оказывают влияния на точность измерения, а способствуют повышению точности смещения.

Формула изобретения

Устройство для слежения за стыком свариваемых кромок, содержащее последовательно включенные электромагнит- ный датчик и буферный усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности слежения при сварке импульсной дугой, в него введены емкостный элемент памяти, ключевой элемент и формирователь им- . пульсов, при этом емкостный элемент памяти включен параллельно входу буферного усилителя, ключевой. элемент включен между выходом электромагнит ного датчика и входом буферного усилителя, а Формирователь импульсов подключен своим входом к дуговому промежутку, а выходом - к управляющему входу ключевого элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 221872, кл. 8 23 К 9/10, 09.02.67.

2. Львов Н.С ° Автоматизация контроля и регулирования сварочных процессов. M., "Машиностроение", 1973, с ° 72-76 (прототип).

897432 I

1. !! л 1

) Ij и..

Составитель В Колесниченко

Редактор Л.Алексеенко Техред А. Ач Корректор И.Демчик

Закаэ 11817/16 Тирах< 1150 Под пи с ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауоская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г,уигород, ул.Проектная, 4